Co vyjadřuje absorpční koeficient filmových kondenzátorů? Čím menší, tím lepší?

Než se zamyslíme nad absorpčním koeficientem filmových kondenzátorů, podívejme se, co je dielektrikum, jaká je polarizace dielektrika a absorpční jev kondenzátoru.

Dielektrikum

Dielektrikum je nevodivá látka, tj. izolant, bez vnitřního náboje, který by se mohl pohybovat. Pokud je dielektrikum umístěno v elektrostatickém poli, elektrony a jádra dielektrických atomů se pod vlivem síly elektrického pole „mikroskopicky relativně posunou“ v rámci atomového rozsahu, ale nikoli „makroskopicky“ se pohybují od atomu, ke kterému patří, jako je tomu u volných elektronů ve vodiči. Když je dosaženo elektrostatické rovnováhy, intenzita pole uvnitř dielektrika není nulová. To je hlavní rozdíl mezi elektrickými vlastnostmi dielektrik a vodičů.

Dielektrická polarizace

Působením aplikovaného elektrického pole se uvnitř dielektrika objeví makroskopický dipólový moment ve směru elektrického pole a na povrchu dielektrika se objeví vázaný náboj, což je polarizace dielektrika.

Absorpční jev

Časové zpoždění při nabíjení a vybíjení kondenzátoru způsobené pomalou polarizací dielektrika působením aplikovaného elektrického pole. Obecně se chápe, že kondenzátor musí být okamžitě plně nabit, ale nenaplní se okamžitě; kondenzátor musí náboj zcela uvolnit, ale ten se neuvolní a dochází k časovému zpoždění.

Absorpční koeficient filmového kondenzátoru

Hodnota používaná k popisu dielektrického absorpčního jevu filmových kondenzátorů se nazývá absorpční koeficient a označuje se Ka. Dielektrický absorpční efekt filmových kondenzátorů určuje nízkofrekvenční charakteristiky kondenzátorů a hodnota Ka se u různých dielektrických kondenzátorů značně liší. Výsledky měření se liší pro různou dobu trvání testu stejného kondenzátoru; hodnota Ka se také liší u kondenzátorů stejné specifikace, různých výrobců a různých šarží.

Takže teď jsou dvě otázky -

Otázka 1. Je absorpční koeficient filmových kondenzátorů co nejmenší?

Otázka 2. Jaké jsou nepříznivé účinky vyššího absorpčního koeficientu?

A1:

Působením aplikovaného elektrického pole: čím menší Ka (menší absorpční koeficient) → slabší polarizace dielektrika (tj. izolantu) → nižší vazebná síla na povrchu dielektrika → menší vazebná síla dielektrika na tahovou sílu náboje → slabší absorpční jev kondenzátoru → kondenzátor se nabíjí a vybíjí rychleji. Ideální stav: Ka je 0, tj. absorpční koeficient je 0, dielektrikum (tj. izolant) nevykazuje žádnou polarizaci pod působením aplikovaného elektrického pole, povrch dielektrika nevykazuje žádnou tahovou vazebnou sílu na náboj a nabíjecí a vybíjecí odezva kondenzátoru nemá hysterezi. Proto platí, že absorpční koeficient filmového kondenzátoru je lepší, čím menší, tím lepší.

A2:

Vliv kondenzátoru s příliš velkou hodnotou Ka se na různé obvody projevuje různými formami, a to následovně.

1) Diferenciální obvody se stávají propojenými obvody

2) Pilovitý obvod generuje zvýšený odraz pilovité vlny, a proto se obvod nemůže rychle zotavit

3) Omezovače, svorky, zkreslení tvaru vlny úzkého pulzního výstupu

4) Časová konstanta vyhlazovacího filtru pro ultranízké frekvence se zvětšuje

(5) Nulový bod stejnosměrného zesilovače je narušen, jednosměrný drift

6) Přesnost vzorkovacího a udržovacího obvodu se snižuje

7) Drift stejnosměrného pracovního bodu lineárního zesilovače

8) Zvýšené zvlnění v napájecím obvodu

Všechny výše uvedené vlastnosti dielektrického absorpčního efektu jsou neoddělitelné od podstaty „setrvačnosti“ kondenzátoru, to znamená, že v daném čase nabíjení se kondenzátor nenabije na očekávanou hodnotu a naopak dochází k jeho vybíjení.

Izolační odpor (neboli svodový proud) kondenzátoru s větší hodnotou Ka se liší od odporu ideálního kondenzátoru (Ka=0) v tom, že se zvyšuje s delší dobou testu (svodový proud se snižuje). Doba testu proudu specifikovaná v Číně je jedna minuta.